Способ уплотнения массива просадочного грунта Российский патент 2019 года по МПК E02D3/10 

Предполагаемое изобретение относится к строительству, преимущественно к замачиванию просадочных лессовых грунтов в основании мелиоративных сооружений на орошаемых землях.

Известен способ уплотнения лессовидного просадочного грунта, включающий бурение скважин и размыв грунта по поверхности ее стенок на всю глубину уплотнения путем подачи рабочей жидкости струями, перемещаемыми снизу вверх по винтовой линии расходом, согласующимся со скоростью впитывания воды в грунт. (Ав. Св. СССР, №1158681, МПК E02D 3/10. Бюл. №20, 1985 г.)

Недостатком этого способа является большая трудоемкость, связанная с необходимостью бурения скважин, а также ограниченные размеры замачиваемой площадки. Этот способ наиболее пригоден для замачивания площадок для установки свай.

Известен способ уплотнения массива просадочного грунта, включающий выполнение на поверхности массива водораспределительных элементов в виде перпендикулярных полос и квадратных площадок, последующую подачу по ним воды до промачивания на глубину просадочного слоя. (Ав. Св. СССР №1300092, МПК E02D 3/10. Бюл. №12, 1987 г.)

Недостатками этого способа являются потери воды, связанные с ее инфильтрацией в стороны от уплотняемого массива по его периметру в связи с напорной подачей ее в полосы, неравномерность поступления воды в грунт непосредственно под полосами и в межполосном пространстве, как следствие неравномерное уплотнение по площади массива с нарушением равномерности водоподачи по полосам, с избыточным проседанием русла полос на одних участках и недостаточным - в других.

Устранить указанные недостатки позволяет способ уплотнения массива просадочного грунта, включающий подачу на его поверхность воды до достижения промачивания на глубину просадочного слоя грунта, в котором согласно предполагаемому изобретению, по периметру уплотняемого массива нарезают прорезь на глубину просадочного слоя и заполняют ее гидрофобным материалом, затем по поверхности массива размещают трубки с водовыпусками капельной подачи воды, сообщенные с источником воды, накрывают поверхность массива экраном из водонепроницаемого материала и производят подачу воды капельным способом расходом, не превышающим впитывающую способность грунта, при этом продолжительность подачи воды рассчитывают по формуле:

где t - время замачивания,

s - площадь замачиваемого массива,

h - глубина уплотняемого слоя грунта,

v - скорость установившейся фильтрации воды в замачиваемом грунте,

α - пористость грунта просадочного слоя.

Новый положительный результат от применения предложенного способа состоит в том, что сочетание создания по контуру массива прорези, заполненной гидрофобным материалом, с капельной подачей воды расходом, не превышающим впитывающую способность грунта, и укрытие массива водонепроницаемым экраном позволяет полностью исключить непроизводительные потери воды и обеспечить равномерное промачивание грунта на глубину просадочного слоя.

Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид уплотняемого массива сверху, а на фиг. 2 - его вид в разрезе.

Предлагаемый способ уплотнения массива просадочного грунта осуществляют следующим образом:

Предварительно определяют площадь S уплотняемого массива 1, h - глубину уплотняемого слоя грунта, v - скорость установившейся фильтрации воды в замачиваемом грунте, α - пористость грунта просадочного слоя. Зная v - скорость установившейся фильтрации воды, объем sh замачиваемого массива, его пористость α, время замачивания t и расход одной капельницы q, определяют необходимое количество капельниц на участке и, соответственно, количество трубок с капельницами. Затем по контуру участка 1 узкотраншейным экскаватором отрывают прорезь 2 и заполняют ее гидрофобным материалом 3, например резиновой крошкой. По периметру прорези из извлеченного грунта отсыпают валики 4. Затем по поверхности массива 1 раскладывают трубки 5 с капельницами 6 и подключают к трубопроводу 7 от водоисточника. Поверхность участка 1 накрывают полимерной пленкой 8, закрепляя ее края на бортах валиков 4. После завершения монтажа оборудования по трубопроводу 7 подают воду в трубки 5. Вода из них через капельницы 6 поступает на поверхность участка 1, впитывается грунтом и передвигается под действием капиллярных сил, формируя смыкающиеся контуры. Одновременно происходит капиллярный перенос влаги в глубину уплотняемого грунта. Подача воды происходит преимущественно по капиллярам грунта со скоростью установившейся фильтрации v. При этом воздух из капиллярных пор последовательно вытесняется, что позволяет обеспечить равномерное насыщение грунта водой и равномерное его уплотнение по всей толще уплотняемого массива. В процессе движения влаги в глубину возможен перенос ее и на периферию массива 1. Гидрофобный материал 3 в прорези 2 создает разрыв капиллярного тока влаги и ограничивает ее перемещение за пределы участка 1. Полимерный экран 8 предотвращает испарение с поверхности участка 1. Поэтому вся вода, поданная на поверхность этого участка капельным способом, расходуется на замачивание и уплотнение данного массива просадочного грунта. Контроль продвижения влаги в грунте производится с помощью датчиков, установленных на заданной глубине (на рисунке не показано). По истечению расчетного времени замачивания и получении информации датчика о достижении заданной глубины замачивания грунта подачу воды в трубопровод 7 прекращают, экран 8 убирают и после высыхания поверхности грунта сеть капельной подачи воды демонтируют, а валики 4 разравнивают.

Таким образом, применение предложенного способа уплотнения массива просадочного грунта позволяет полностью исключить непроизводительные потери воды и обеспечить равномерное промачивание и, соответственно, равномерное уплотнение грунта на глубину просадочного слоя.

Изобретение относится к строительству, преимущественно к замачиванию просадочных лессовых грунтов в основании мелиоративных сооружений на орошаемых землях. Способ уплотнения массива просадочного грунта включает подачу на его поверхность воды до достижения промачивания на глубину просадочного слоя грунта. По периметру уплотняемого массива нарезают прорезь на глубину просадочного слоя и заполняют ее гидрофобным материалом, затем по поверхности массива размещают трубки с водовыпусками капельной подачи воды, сообщенные трубопроводом с источником воды. Накрывают поверхность массива экраном из водонепроницаемого материала и производят подачу воды капельным способом расходом, не превышающим впитывающую способность грунта, при этом продолжительность подачи воды рассчитывают по приведенной зависимости. Технический результат состоит в обеспечении полностью исключить непроизводительные потери воды и обеспечить равномерное промачивание и соответственно равномерное уплотнение грунта на глубину просадочного слоя. 2 ил.

Способ уплотнения массива просадочного грунта, включающий подачу на его поверхность воды до достижения промачивания на глубину просадочного слоя грунта, отличающийся тем, что по периметру уплотняемого массива нарезают прорезь на глубину просадочного слоя и заполняют ее гидрофобным материалом, затем по поверхности массива размещают трубки с водовыпусками капельной подачи воды, сообщенные трубопроводом с источником воды, накрывают поверхность массива экраном из водонепроницаемого материала и производят подачу воды капельным способом расходом, не превышающим впитывающую способность грунта, при этом продолжительность подачи воды рассчитывают по формуле:

где t - время замачивания,

s - площадь замачиваемого массива,

h - глубина уплотняемого слоя грунта,

v - скорость установившейся фильтрации воды в замачиваемом грунте,

α - пористость грунта просадочного слоя.